Магнитная подвеска автомобиля
разновидности, устройство и принцип работы
В процессе постоянного усовершенствования ходовой части автомобиля ученые и инженеры разработали уникальную магнитную подвеску. Некоторые ее варианты уже устанавливаются на автомобилях премиум-класса, остальные пока нашли применение лишь на опытных образцах. Из статьи узнаем, что такое магнитная подвеска: ее виды, характеристики, преимущества и недостатки, отличия от других типов подвесок.
Все, что нужно знать о магнитной подвеске
Электромагнитная подвеска – это довольно сложное устройство в виде стойки на каждое колесо, заменяющее пружину и амортизатор. Управляется она электронным блоком и предназначена для обеспечения более высокой плавности хода автомобиля.
Общий вид электромагнитной подвескиОтличие магнитной подвески от классических ее предшественниц заключается в возможности работы при полном отсутствии пружин, торсионов, стабилизаторов, амортизаторов и других вспомогательных элементов. Здесь функции этих компонентов выполняют электромагнитные клапаны или магнитно-реологическая жидкость. Хотя некоторые подвески оснащены пружинами и амортизаторами на случай, если выйдет из строя автоматическая система управления.
Если в гидравлических подвесках функциональным элементом служит специальная жидкость, в механических – упругие элементы (пружины), в пневматических – воздух, то в случае магнитного аналога эта роль отводится электромагнитам. Фактически это позволяет автолюбителю отслеживать все показатели положения кузова и колес в режиме реального времени.
Преимущества и недостатки магнитной подвески
Достоинства магнитной подвески исходят из самого ее предназначения. К ним относятся:
- высокая плавность хода автомобиля;
- устойчивость автомобиля при движении на больших скоростях;
- высокий уровень комфорта и безопасности при движении по различным поверхностям;
- рациональное использование энергетических ресурсов машины.
На сегодняшний день главным недостатком такого вида подвески является лишь ее высокая стоимость.
Виды магнитных подвесок
В настоящее время известны три крупных мировых бренда, выпускающие магнитные подвески:
Остановимся на каждом из них более подробно.
Магнитная подвеска SKF
Электромагнитная подвеска, созданная шведской компанией, представлена в виде капсулы. Капсула состоит из двух электромагнитов. На основе данных со всех датчиков, собранных бортовым компьютером, корректируется жесткость демпфирующего элемента. Это позволяет выбрать оптимальный режим движения автомобиля.
Магнитная стойка SKFКлючевой задачей, которая была поставлена перед шведскими специалистами при разработке своего варианта магнитной подвески, являлось достижение простоты и надежности конструкции.
В случае неисправности системы управления подвеска продолжает функционирование за счет пружины. Возможность перехода из автоматического режима в механический является главным преимуществом подвески SKF. Кроме того, устройство подвески позволяет избежать эффекта проседания при длительной стоянке машины.
Подвеска Delphi
Передний и задний магнитные амортизаторы DelphiВ варианте от Delphi подвеска представлена в виде однотрубного амортизатора, заполненного магнитно-реологической жидкостью. Размер магнитных частиц в составе не превышает десяти микрон. Особое покрытие, добавленное в раствор в пропорции “один к трем”, препятствует слипанию частиц между собой.
Поршень амортизатора, управляемый электронным блоком, содержит в себе электромагнит. При подаче управляющего сигнала образуется магнитное поле и частицы принимают упорядоченную структуру. Вязкость жидкости увеличивается. Режим работы амортизатора меняется – он становится более жестким.
Главным преимуществом подвески является скорость реакции, не превышающая 1 м/с. Помимо этого при неисправности системы управления подвеска будет функционировать за счет гидравлического амортизатора. Это обеспечивает безопасность при управлении транспортным средством.
Электромагнитная подвеска Bose
Магнитная подвеска, разработанная ученым Арамом Боузом (да-да, именно тем, кто также производит премиальное музыкальное оборудование), является одной из самых популярных и обсуждаемых. В его трактовке устройство представлено линейным электродвигателем, который, в зависимости от режима движения, работает как упругий или демпфирующий элемент.
Отличительная особенность этой подвески – быстрота действия за счет работы магнитного штока. Амортизационный шток с установленными на нем постоянными магнитами совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора, расположенного в корпусе. Устройство сглаживает колебания при движении на неровных участках дороги. Это обеспечивает повышение эффективности управления транспортным средством.
Дизайн, разработка и применение подвески MagneRide
Новейшая система MagneRide оснащена электрическими катушками, которые при подаче напряжения создают электромагнитное поле. Когда это происходит, частицы железа выравниваются, эффективно увеличивая толщину жидкости, создавая жесткие конструкции, затрудняя проталкивание жидкости через каналы в поршне при его движении. Это увеличивает демпфирующую силу.
Чем сильнее поле, тем больше выравниваются частицы и тем больше сила демпфирования.Когда электрический ток отключается, магнитное поле разрушается, частицы железа отделяются, и жидкость MR легко проходит через поршни, уменьшая демпфирующую силу.
Опять же, концепция звучит просто, но одна из проблем, когда жидкость была впервые разработана, заключалась в том, чтобы придумать состав, который не позволял бы частицам железа оседать, особенно если демпфер не использовался в течение определенного периода времени.
Оливье Рейно, технический специалист BWI, говорит: «MagneRide - это система.Сами демпферы являются исполнительными механизмами, но они управляются сложной системой управления ».
Как и трансмиссия автомобиля, MagneRide имеет свой ECU, который контролирует динамическое состояние автомобиля и ввод водителя, как правило, с помощью существующих датчиков, используемых для таких функций, как ESP, системы до столкновения и ABS, а также датчиков, которые контролируют вертикальное движение амортизаторов. ,
MagneRide третьего поколения отличается от предыдущих версий наличием двух катушек вместо одной для каждого поршня демпфера.Две катушки позволяют системе реагировать быстрее, не когда она активирована, а когда она деактивирована.
Когда один электромагнит выключен, электрические вихревые токи заставляют магнитное поле затягиваться только на несколько миллисекунд, но этого достаточно для продления демпфирующей силы дольше, чем требуется.
«Мы говорим здесь лишь малыми шагами, но этого достаточно», - объясняет Рейно. При использовании двух катушек, намотанных в противоположных направлениях, вихревые токи компенсируют друг друга, и магнитное поле почти мгновенно разрушается, увеличивая время срабатывания демпфера с 25 миллисекунд до всего 13 миллисекунд.
Поскольку система управления MagneRide может реагировать на движения автомобиля и выдавать новую команду каждую миллисекунду, это улучшение имело значение.
«Никто не верил, что 12 миллисекунд будут значительными, пока мы не положим их в машину, и люди смогут почувствовать разницу», - говорит Рейно.
По мере того, как в автомобили добавляется больше датчиков, они свободно распространяют больше данных, относящихся к динамике автомобиля, через бортовую систему диагностики автомобиля в режиме реального времени, поэтому система продолжает развиваться.
«Поскольку становится доступно больше данных, мы можем заставить систему реагировать меньшими и более точными шагами. Это улучшит комфорт, изолирует от дорожных дефектов, ощущения от рулевого управления и обеспечит большую согласованность при различных дорожных условиях с течением времени », - говорит Рейно.
Спустя тридцать семь лет после того, как д-р Амар Бозе выдвинул идею об усилении электромагнитного драйвера громкоговорителя в качестве адаптивной автомобильной подвески, Бозе продает технологию ClearMotion, другой технологической компании в Бостоне, основанной выпускниками MIT.Компания Bose занялась разработкой прототипов автомобилей, которые были представлены в 2004 году, хотя она и вывела на рынок сиденья с электромагнитной подвеской для дальнобойщиков.
Немодифицированная и бозе-подвеска Lexus LS400s на неровной дороге, 2004 год.
Генезис электромагнитной подвески
При развертывании технологии в 2004 году в штаб-квартире Bose во Фрамингеме, штат Массачусетс, Амар Бозе сказал: «Это впервые Система подвески одинакова как для спортивного автомобиля, так и для автомобиля класса люкс.«Он был заинтересован в разработке альтернатив традиционным рессорным подвескам после опыта владения Pontiac 1957 года с молодой пневматической подвеской и Citroën 1967 года с постоянно протекающей гидравлической подвеской.
Бозе полагал, что драйвер громкоговорителя, включающий магнит и электромагнитную катушку, которая толкала и закрывал конус динамика, мог быть серьезно увеличен, чтобы перемещать не только бумажный конус, но и 1000 фунтов автомобиля в каждом углу. Бозе создал математическую модель подвески.Это требовало более совершенных и более мощных электромагнитных двигателей, усилителей мощности, алгоритмов управления и мощности микропроцессоров - все, что, по его мнению, появилось со временем.
Bose создал проект скунса в 1980 году и назвал его Project Sound, чтобы скрыть истинную природу от бухгалтерии Bose. Двадцать четыре года спустя компания чувствовала себя достаточно комфортно с Project Sound, чтобы продемонстрировать ее СМИ и аналитикам.
Бозе подвеска в Lexus LS400 1994 года.
Разница между днем и ночью в качестве езды
Линейный двигатель на каждом углу заменил традиционные пружины, амортизаторы.
Летом 2004 года Бозе продемонстрировал модифицированный и немодифицированный Lexus LS400 1994 года и Porsche 911. Их сильно проехали по поворотам и на кочках, которые ударяли по передней и задней осям, и еще один ряд ударов, которые поднимали левую. шина но не правая спереди, то и сзади.
Передние, а затем задние неровности были неудобны на короткой трассе в серийном Lexus и, что удивительно, почти незаметны с подвеской Bose.Project Sound не просто заглушал неровности дороги, но и активно противодействовал им.
Чередование левого и правого ударов со штатной подвеской было настолько жестоким в Porsche, что тестируемый должен был носить шлем, чтобы избежать сотрясения головы, когда он неоднократно ударялся о боковое окно.
Повторный посетитель Bose знает, что у компании всегда есть возможность подняться в этот момент для посетителей. Говорят, что в данном случае это был тест «Лексуса», движущегося со скоростью через железнодорожную стяжку. Водитель приблизился к железнодорожной стяжке на скорости, машина присела на корточки (ход подвески составлял 8 дюймов), затем линейные двигатели перешли в режим полного расширения, и машина поднялась с земли и пересекла железнодорожную стяжку с запасными дюймами. ,После этого водитель вышел, поклонился толпе, указал на машину, нажал кнопку, и передняя подвеска тоже опустилась и поклонилась, когда фары подмигнули.
В конце демонстрации представители Bose объяснили, что необходимо для вывода подвески на рынок серийного автомобиля к концу десятилетия: стоимость дорогого автомобиля должна снизиться до разумного уровня, и вес должен был бы уменьшиться не более чем на 50 фунтов на угол больше, чем существующая подвеска.То есть серийный автомобиль будет весить лишние 200 фунтов.
Многие ведущие мировые автопроизводители встречались с Bose, но на рынке никогда не было автомобилей с подвеской Bose. Был также разговор об адаптации подвески для машин скорой помощи или роскошных туристических автобусов.
Сиденье Bose Ride System для дальнобойщиков использует аналогичную электромагнитную подвеску.
Сиденья водителя Bose Suspension
Пытаясь вывести пневматическую подвеску на рынок, Bose натолкнулся на идею установки электроники и механики внутри сидений, используемых водителями дальнобойщиков.Предыдущим современным уровнем техники были сиденья с пневматической подвеской, которые смягчали ход, но этого было недостаточно для многих дальнобойщиков с проблемами со спиной.
В сиденье Bose Ride точные датчики обнаруживают движение вверх-вниз. Запатентованные алгоритмы Bose рассчитывают, как регулировать сиденье, а электромагнитный двигатель в основании противодействует ударам. Место составляет 3700 долларов, меньше по количеству. В опросе водителей грузовиков, которые сообщили о проблемах со спиной, которые влияли на их способность управлять жестко подрессоренными тягачами, 97 процентов сказали, что сиденье Bose значительно уменьшило дискомфорт.
ClearMotion захватывает проект Bose
Приобретение ClearMotion технологии подвески Bose и сиденья Bose Ride может помочь ClearMotion разработать то, что называется цифровым шасси. Не вдаваясь в подробности, ClearMotion говорит, что он выйдет за рамки современных адаптивных подвесок с использованием демпфирования воздуха или магнитореологических адаптивных демпферов (с использованием магнитных частиц в жидкости амортизатора, обычно называемой технологией MagneRide).
С добавлением портфеля Bose, ClearMotion заявляет, что это «еще один шаг к достижению своей цели стать ведущей компанией по управлению движением в области мобильности.”
Шакил Авадхани, генеральный директор и соучредитель ClearMotion. сказал, что он будет распространять свои собственные технологии и технологии Bose на автономные платформы, потребительские внедорожники и пикапы, коммерческие грузовики, автобусы, сельское хозяйство и внедорожные транспортные средства. Он сказал, что пассажиры в автомобилях с самостоятельным вождением будут искать плавную поездку, чтобы они могли работать на ноутбуке, планшете или традиционной бумажной тетради в пути.
Полное руководство по подвеске автомобиля
- Главная
- Категории
- Аксессуары
- Аксессуары для интерьера
- Внешние аксессуары
- игрушки
- Очистка и детализация
- Электроника
- Аудио
- Двигатель и производительность
- Инструменты
- Шины и Диски
- Мотоциклы и велосипеды
- Уход на дому
- RV Campers
- Внедорожники
- Гарантии
- Расширенные гарантии
- заводских гарантий
- Аксессуары
- Блог
- Инструменты
- Калькулятор размера шин
- Wheel & Tire Finder
- О нас
- Контакт
- Главная
- Категории
- Аксессуары
- Аксессуары для интерьера
- Внешние аксессуары
- игрушки
- Очистка и детализация
- Электроника
- Аудио
- Двигатель и производительность
- Инструменты
- Шины и Диски
- Мотоциклы и велосипеды
- Уход на дому
- Аксессуары
